公路桥梁典型病害及其分析（精选5篇）

第一篇：公路桥梁典型病害及其分析

关于路桥区公路桥梁典型病害及其分析

作者: 郑同学

路桥区地处浙江中部沿海，我国黄金海岸中段；境域东濒东海，南接温岭，西邻黄岩，北连椒江。陆地东西最长33.3公里，南北最宽18.8公里；内陆总面积274平方公里。全区背山面海，低山丘陵与平原相间；河道纵横，水网密布，金清水系纵贯全境。地形以平原为主，是温黄平原的中心部分，平均海拔3米左右，河网密布，间有孤丘点缀。

河流水文特征：水量丰富，水位变化不大，下游部分河段受潮汐影响。河流均属金清水系，该水系流域总面积1172.6平方公里（包括温岭、黄岩、椒江的部分地区），水源来自黄岩长潭水库及温黄交界的太湖山。河流纵横交错，本区境内主要有南官河、山水泾、青龙浦、新桥浦、三才泾、一条河、三条河、七条河等，大部分水量经黄琅南门口金清新闸入海，小部分水量注入椒江或直接注入台州湾。

鉴于辖区内的水文，地形条件，辖区内多桥梁而少有隧道，桥梁基本以简支梁桥中小桥为主，个别有大桥，拱桥。据2013年数据，辖区内共有县道及以上公路135.187公里，其中共有桥梁101座，累计3264.28米。

主要常见病害有：

一、伸缩缝问题。

桥梁伸缩缝指的是为满足桥面变形的要求，通常在两梁端之间、梁端与桥台之间或桥梁的铰接位置上设置伸缩缝。由于历史遗留问题，很多小桥、涵洞没有设置伸缩缝或伸缩缝已经失效，其余部分也多数处于养护不良状态，主要病害有 :(1)橡胶条的老化、脱落；

(2)型钢断裂及锚固混凝土的开裂、破碎；

(3)伸缩缝安装标高与两侧路面有差异，引起伸缩缝处跳车；(4)泥沙淤积、橡胶条破损导致沙石进入伸缩缝引起的堵塞卡死。伸缩缝破坏反应到路面上,路面出现坑槽,给运行车辆带来不安全因素,降低道路的通行能力,在社会上造成不良影响。如出现伸缩缝挤死,轻者顶坏桥台背墙,重者挤坏梁头,使大梁报废,更换大梁需要较长的施工周期,也给国家造成重大的经济损失。由于伸缩缝橡胶条的损坏,路面杂物掉落伸缩缝,卡在缝内遇温度变化就会将梁头或桥台背墙挤坏。橡胶条损坏后遇降暴雨,大量雨水还会通过伸缩缝渗入梁体，危机桥梁及行车安全。

二、桥面铺装问题。

在水泥混凝土桥面铺装的使用和养护过程中，最常出现的问题是铺装层的龟裂、纵向裂缝、破碎和露筋，主要有以下几个方面的原因：

⑴ 原材料质量不合格。石料压碎值指标不符合要求，细集料中杂质含量过高，粗骨料粒径不合格等均可影响到混凝土的整体强度，使其达不到设计强度，难以满足使用要求，从而发生龟裂破碎现象。

⑵ 水泥混凝土铺装与桥梁行车道板未能很好地连结成为整体，有“空鼓”现象，另外，桥面钢筋网下沉，上保护层过大，钢筋网未能起到防裂作用，这样桥面不能适应反复荷载引起的振动而发生破坏。铰缝对桥面铺装的影响也是十分严重，铰缝损坏导致各块梁板不够形成整体，造成单板受力，各块梁板的不均匀形变及受力梁板的过大形变都是造成铺装损坏的直接原因。

⑶ 铺装层厚度不够，由于在桥梁下部结构或预制梁施工时未能控制好标高，安装后致使梁顶标高偏高，为了保证路线总标高不变而减少了桥面铺装厚度，使得钢筋网上下保护层不够，强度严重不足而发生破损，严重时出现漏筋现象。

⑷未按规定要求进行养生及交通管制，桥面车道铺筑完成后养生不及时，在混凝土尚未达到设计强度时即开放交通，允许车辆通行，从而造成了铺装的早期破坏。

通过上面的分析可知，影响桥面混凝土铺装质量的因素很多，如不注意，就会缩短铺装层的使用寿命，过早地发生破损，不仅妨碍交通，亦会造成不必要的损失。因此，要想预防上述情况的发生，必须着重从以下几方面入手。严格按照规范的要求进行施工。

⑴ 严把原材料质量关，各类粗细骨料必须分批检验，各项指标合格后方可使用，混凝土配料时砂子应过筛，石料也应认真进行筛分试验，拌合时各种衡器应保持准确，以保证混凝土质量。

⑵ 为使桥面铺装混凝土与行车道板紧密结合成整体，在进行梁板预制时其顶面必须拉毛，一般应垂直跨径方向划槽，槽深0.5～1.0cm横贯全宽，每延米10～15道，在绑扎桥面钢筋网之前必须用钢丝刷清除梁顶结合面上的浮浆，用空压机吹净，冲洗干净，以保证梁板与桥面铺装的结合。在浇筑桥面混凝土之前必须严格按设计重新布设钢筋网，以保证钢筋网上下保护层，从而减少裂缝。

⑶ 在进行桥梁上、下部结构施工时要严格控制标高，以保证桥面铺装层的厚度，如果标高有问题，按原设计不能保证铺装层厚度，要通过设计部门适当提高路线标高以确保铺装的厚度。在浇筑桥面混凝土时振捣要充分，保证密实，初凝前要按规范拉毛，以保证桥面摩擦系数。

⑷ 水泥混凝土桥面铺装施工完成后必须及时覆盖和养生，并须在混凝土达到设计强度之后才能开放交通。

在沥青混凝土桥面铺装中，桥面铺装的沥青混凝土铺装层应满足与混凝土桥面的粘结，防止渗水、抗滑及有较高抵抗振动变形能力等功能性要求。然而在实际运营使用过程中，桥面沥青混凝土开裂脱落却往往成为桥面铺装的主要病害，主要由于：

⑴ 设计上先天不足。沥青混凝土铺装层厚度宜为4～10cm，同时必须保证不能渗水，高等级公路上的沥青混凝土铺装层应厚一些，而有的沥青混凝土铺装层设计时厚度严重不足，或为保证路面设计标高而擅自降低沥青混凝土铺装层厚度，但沥青混凝土的配比却未做相应的调整，致使铺装层的抗振变形能力减弱，造成了面层开裂脱落。

⑵ 沥青混凝土铺装层漏水，在沥青混凝土与水泥混凝土中间形成一层水膜，在车辆荷载的反复作用下，两层分离，产生龟裂，造成脱落。

⑶ 粘层油未渗入到混凝土面层中，未起到粘结作用。

⑷ 压实度不够。施工时未按规范要求进行碾压，沥青混凝土松散，强度不足，经重车反复振动碾压，长时间就会破碎脱落。

因此，在进行沥青混凝土桥面铺装施工时，为保证工程质量，预防上述病害的发生，应从以下几个环节入手严格控制：

⑴ 在设计上应保证沥青混凝土铺装层的厚度满足使用要求，对于高速公路桥面，其沥青混凝土铺装层厚度应≥9cm，一般等级公路桥面沥青混凝土铺装层厚度应与相接公路面层一致并一起施工。

⑵ 沥青混凝土配比要采用连续密级配，确保沥青混凝土不渗水，同时在泄水孔的设计、施工时，保证泄水孔的顶面标高低于桥面水泥混凝土铺装标高，确保一旦渗水可将渗下的水排出，以防止渗下的水浸泡沥青混凝土。

⑶ 施工前应对水泥混凝土桥面进行清扫和冲洗，对尖锐突出物及凹坑应予打磨或修补，以保证桥面平整、粗糙、干燥、清洁。粘层油宜采用乳化沥青或改性沥青，洒布要均匀，确保充分渗入以起到粘结作用。

⑷ 在施工时，沥青混凝土宜采用胶轮压路机复压及轻型钢筒式压路机终压的方式，不得采用可能损坏桥梁的大型振动压路机和重型钢筒式压路机，沥青混凝土铺装层的施工碾压一定要严格控制压实度，同时要加强检测，确保各项指标符合规范的要求。

三、桥梁构件的裂缝。

混凝土结构裂缝的成因复杂、繁多，有时多种因素互相影响，但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要因素。混凝土桥梁裂缝的种类，就其产生的原因，大致可划分如下几种：

⑴ 荷载引起的裂缝。混凝土桥梁在静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝，主要有直接裂缝、次应力裂缝两种。直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝；次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。

⑵ 是温度变化引起的裂缝。混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或内部温度发生变化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。在某些大跨径桥梁中，温度应力可以达到甚至超出活载应力。温度裂缝区别其他裂缝最主要牲是将随温度变化而扩张或合拢。引起温度变化主要因素有：年温差、日照、骤然降温、水化热、蒸汽养护或冬季施工措施不当等。

⑶ 收缩引起的裂缝。在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩（干缩）是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩。研究表明，影响混凝土收缩裂缝的主要因素有：水泥品种、标号及用量、骨料品种、水灰比、外掺剂、养护方法、外界环境、振捣方式及时间。

⑷ 地基变形引起的裂缝。由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构中产生附加应力，超出混凝土结构的抗拉能力，导致结构开裂。基础不均匀沉降的主要原因有：地质勘察精度不够、试验资料不准；地基地质差异太大；结构荷载差异太大；结构基础类型差别太大；地在冻胀；桥梁基础基于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质时，可能造成不均匀沉降。

⑸ 钢筋锈蚀引起的裂缝。要防止钢筋锈蚀，设计时应根据规范要求控制裂缝宽度、采用足够的保护层厚度（当然保护层亦不能太厚，否则构件有效高度减小，受力时将加大裂缝宽度）；施工时应控制混凝土的水灰比，加强振捣，保证混凝土的密实性，防止氧气侵入，同时严格控制含氯盐的外加剂用量，沿海地区或其它存在腐蚀性强的空气、地下水地区尤其应慎重。

⑹ 冻胀引起的裂缝。大气气温低于零度时，吸水饱和的混凝土出现冰冻，游离的水转变成冰，体积膨胀9%，因而混凝土产生膨胀应力；同时混凝土凝胶孔中的过冷水（结冰温度在-78度以下）在微观结构中迁移和重分布引起渗透压，使混凝土中膨胀力加大，混凝土强度降低，并导致裂缝出现。尤其是混凝土初凝时受冻最严重，成龄后混凝土强度损失可达30%-50%.冬季施工时对预应力孔道灌浆后若不采取保温措施也可能发生沿管道方向的冻胀裂缝。

⑺ 施工材料质量引起的裂缝。混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。配置混凝土所采用材料质量不合格，可能导致结构出现裂缝。如：水泥、砂、石骨料、以及拌和水及外加剂等。

⑻ 施工工艺质量引起的裂缝。在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中，若施工工艺不合理、施工质量低劣，容易产生纵向的、横向等各种裂缝，特别是细长薄壁结构更容易出现。

对混凝土裂缝的处理建议

⑴ 表面处理法：包括表面涂抹和表面贴补法，表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝，深度未达到钢筋表面的发丝裂缝，不漏水的裂缝，不伸缩的裂缝以及不在活动的裂缝。表面贴寂（木工膜或其它防水片）法适用于大面积漏水（蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝）的防渗堵漏。

⑵ 填充法：用修补材料直接填充裂缝，一般用来修补较宽的裂缝（0.3mm），作业简单，费用低。宽度小于0.3mm，深度较浅的裂缝、以及小规模 裂缝的简易处理可采用取开V型槽，然后作填充处理。

⑶ 灌浆法：此法应用范围广，从细微裂缝到大裂缝均可适用，处理效果好。⑷ 结构补强法：因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成裂缝等影响结构强度可采取结构补强法、锚固补强法、预应力法等。

⑸ 混凝土裂缝处理效果的检查：包括修补材料试验；钻芯取样试验；压水试验；压气试验等。

由上述可知，设计疏漏、施工低劣、监理不力，均可能使混凝土桥梁 梁出现裂缝。因此，严格按照国家有关规范、技术标准进行设计、施工和监理，是保证结构安全耐用的前提和基础。在运营管理过程中，进一步加强巡查和管理，及时发现和处理问题，也是相当重要的环节。

四、桥梁构件混凝土剥落、锈胀、露筋。⑴ 由于裂缝产生的剥落、锈胀、露筋。混凝土表面裂缝会促使各种离子和气体渗透到钢筋表面。在裂缝处。钢筋锈蚀取决于时间,因此,如果时间充分，这些有害物质会使钢钝化膜较早破坏,钢筋产生锈蚀膨胀，体积增大，加速混凝土表面裂缝的发展，从而导致混凝土保护层剥落。

⑵ 由于盐碱环境引起的剥落、锈胀、露筋。

路桥区地处沿海，有很多桥梁位于盐碱地区或所处河道河水氯离子含量过高，再加上施工过程中违规使用含盐海砂及盐碱河水造成混凝土结构内外都处于盐碱环境下。由于基础钢筋的腐蚀使钢筋面积减少，钢筋和混凝土之间的结合强度下降；腐蚀产物的积聚，在混凝土内部引起内应力，达到一定程度，导致混凝土保护层顺筋开裂；混凝土表层含盐量增大，孔隙中的盐结晶，产生膨胀应力，导致混凝土表面剥落；硫酸盐对水泥石的侵蚀使水泥石中的氢氧化钙及水化铝酸钙发生化学反应，生成石膏和硫铝酸钙，产生体积膨胀，使混凝土成为一种易碎的，甚至松散的状态，导致混凝土崩解；碱骨料与含有活性成分的骨料发生化学反应，导致混凝土破坏，使结构丧失承载能力。为了阻止或减少腐蚀，保证输电线路的长期安全、稳定地运行，应根据线路的不同腐蚀环境，对基础采取相应的防腐处理。主筋锈蚀将导致其有效截面的减少，混凝土剥落开裂后使钢筋更易锈蚀，如此恶行循环对桥梁的危害是相当大的；另外还有的桥梁由于施工质量差，造成钢筋外露，混凝土破损，引起钢筋锈蚀的化学原因主要是氯离子的侵入和混凝土的碳化。

盐碱地区基础设计和施工的要求。

根据以上分析，盐碱地区的基础设计时，宜采用高强度等级混凝土，水泥宜采用普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和抗硫酸盐硅酸盐水泥，水泥的熟料中铝酸三钙含量不大于5％；对钢结构有腐蚀的宜加大各类基础主筋混凝土净保护层，掺入钢筋阻锈剂，尽量采用刚性基础，减少钢筋用量，避免钢筋腐蚀。施工时对制作混凝土的拌和水、水泥、粗细骨料以及外加剂等材料中有可能带进混凝土中的氯离子含量严加控制，以尽量减少混凝土拌和物中氯离子总含量，基础混凝土中严禁掺入氯盐。混凝土拌和物应搅拌均匀，在浇筑过程中，应控制混凝土的均匀性和密实性，做到振捣充分，不应出现露筋、空洞、冷缝、夹渣、松顶等现象，特别对构件棱角处，应采取有效措施，使接缝严密，防止在混凝土振捣过程中出现漏浆。混凝土拌和物水灰比不大于0.55。每立方混凝土中水泥用量不少于360kg。严禁使用早强剂。

⑶ 由于施工工艺、结构设计等引起的剥落、锈胀、露筋。

混凝土保护层是层内混凝土和钢筋免受物理与化学腐蚀的第一道防线，也是减缓混凝土碳化腐烛，防止保护层剥落的最直接因素。因此对混凝土保护层的厚度应予以重视。在钢筋混凝土结构的实际设计时，为减小自重，混凝土截面有时设计成薄壁，挖空的形式，在优化设计时，设计者在考虑结构受力合理，节省材料的同时。应适当加厚钢筋的保护层。避免片面追求设计的优化，而忽视长远利益。保护层厚度的确定应以在安全使用期内控制混凝土碳化深度不至于达到钢筋部位为目标。混凝土浇筑时钢筋固定措施不当，造成钢筋下沉或偏位，或模板、钢筋骨架尺寸误差过大。是造成混凝土保护层剥落露筋的一个重要原因。

⑷ 混凝土碳化。

混凝土的碳化是由C02与混凝土中Ca(OH)2发生化学反应，导致混凝土碱性下降。当混凝土碳化穿透保护层到达钢筋表面时，钢筋周围碱性降低，钝化膜失去原有的稳定性,在水分和氧气的作用下钢 筋就会锈蚀。混凝土碳化的深度及速度与施工工艺和环境介质有关。施工中，水灰比减小会降低碳化速度,矿渣水泥碳化较快。碳化深度与水泥用量成反比。外加剂能减弱碳化作用。如果混凝土早期养护不良，其杭碳化能力降低,施工质量的不稳定，其碳化速度有成倍的差别。而且碳化深度随混凝土强度等级的提高而下降。对于环境介质,碳化深度随相对湿度的降低，温度的增大,大气中的C02含量提高，风压的增大而增大。保护层厚度的增大,可以延续碳化的进程。特别是处于最外层构造钢筋的混凝土保护层厚度是至关重要的,因为碳化到达最外层钢筋位置,就会很快引起这些钢筋的锈蚀，随后混凝土保护层剥落，钢筋裸露。因而从耐久性观点来看,构造筋和主筋的保护层同等重要。另外,保证混凝土保护层的密实度亦十分重要。

⑸ 外力碰撞。

位于通航河道上的桥梁，船舶撞击墩柱、磕碰梁底情况时有发生。造成墩柱、梁底混凝土剥落、钢筋裸露。在通航河段及立交桥路段，应该做好桥梁限高标志、及墩柱防护措施。

五、台后挡墙开裂、渗水。

台后挡墙引起的病害，主要原因是由于台后填土在自重和车辆荷载双重作用下，下沉前移产生的推力作用在台后挡墙上，导致挡墙开裂。主要危害有：

⑴ 台后填土流失。

台后挡墙开裂渗水后，台后填土随水流出台后挡墙，造成台后路基空鼓，路基下沉，进而导致桥头跳车。

⑵ 推挤桩柱式桥台。采取桩柱式桥台加台后挡墙模式的桥梁，由于台后挡墙的开裂前移，与桩柱式桥台顶死，台后填土土压力直接作用在桩柱桥台上，由于桩柱式桥台抵抗水平推力能力较弱，当水平推力累积到一定程度后，就会造成各种桥台病害：①桥台桩柱往河心侧外倾，桥台桩柱出现开裂甚至断裂；②梁板与盖梁背墙顶死，伸缩缝失效，进而引发各种梁板，桥台病害；③盖梁竖向裂缝。

参考文献：

[1] 李世刚[2] 宋夏明[3] 郭义飞桥面铺装常见病害分析及预防对策； 钢筋混凝土保护层剥落露筋分析防治谈； 台后挡墙引起的桩柱式桥台病害分析及处治研究。

第二篇：京石高速公路桥梁典型病害及成因分析

京石高速公路桥梁典型病害及成因分析

作者: 李君

随着国民经济的快速发展，京石高速公路交通量日益增大，各种超重车辆增多，桥梁的实际荷载远远大于设计荷载，在重车荷载的反复作用下，桥梁出现了一定程度的受力和疲劳破坏，其病害的类型主要为：单板受力、桥梁裂缝、桥面板塌陷、空心板底板孔洞等。

一、单板受力

单板受力是由于桥面铺装破坏，板间铰缝被剪断，梁板间横向连接失效所致，当重车通过单板受力梁板时，使其与两侧梁板上下错动，形成“台阶现象”。

单板受力病害的主要成因为：设计铰缝的形式不够合理，铰缝混凝土的浇注质量难以保障，其抗剪效率不高；设计没有虑及铰缝混凝土自身的收缩作用，没有足够重视新旧混凝土间粘结力的弱化作用；铰缝钢筋布置太少，顶板连接钢板抗力不足，使得桥梁横向抗剪能力弱；水泥混凝土桥面铺装层偏薄（京石高速公路混凝土桥面铺装设计厚度为5～8cm），横向传递荷载能力较差；运营中，重车荷载反复作用于行车道部位，致使梁板间铰缝受力过大，引起铰缝病害的出现；雨水和除雪盐对混凝土的腐蚀，尤其是混凝土的冻融，使得铰缝更易破坏。

另外，对于中小跨径桥梁梁高小，致使铰缝受剪面积小，受剪应力大，剪切效应更为显著，因此单板受力病害发生在中小跨径桥梁的几率最高。

二、裂缝

1.桥台裂缝

桥台竖向裂缝，一般出现在扩大基础的重力式桥台上，在设计阶段由于地质勘察精度不够，试验资料不准确，没有充分掌握地质，就设计、施工，在运营过程中，由于结构荷载差异较大，引起台身不均匀沉降产生的；桥台横向裂缝，一般为荷载裂缝，它主要是由台背主动土压力过大、荷载以及温度作用效应产生的。另外钢筋锈蚀膨胀、混凝土收缩也是产生桥台裂缝的主要原因。

2.盖梁裂缝

盖梁(墩顶及悬臂处)产生的裂缝(缝宽约0.04mm～0.2mm)，是结构正应力即盖梁顶面负弯矩区受力钢筋不足引起的。盖梁其它类型裂缝主要是由于钢筋锈蚀膨胀以及混凝土收缩产生的裂缝。

3.横隔梁裂缝

就京石高速公路而言，此类裂缝主要存在于连续预应力T梁桥中，病害最主要的原因是：设计方面，由于横隔梁间距过大，自身刚度偏小，致使桥梁横向联系较弱，横隔梁在拉剪应力下开裂；施工方面，横隔梁一般采取湿接缝施工，后浇混凝土未考虑收缩补偿，造成新旧混凝土收缩速率差而产生混凝土收缩裂缝；养管方面，由于超载重车反复作用，使桥梁的横隔梁承受远大于设计的荷载，导致横隔梁混凝土竖向开裂。另外雨水及融雪盐水沿横隔板接缝下渗，致使连接钢板锈蚀，将混凝土保护层胀开。

4.空心板裂缝

空心板横向裂缝一般包括荷载裂缝、温差产生的混凝土干缩裂缝、空心板板底钢筋锈胀裂缝等几种形式。其成因主要为：设计荷载等级小于目前超载车辆的荷载等级，较大荷载作用下板底混凝土开裂形成横向裂缝；施工时由于水泥用量过大、温差过大或养生不及时等出现的干缩裂缝；模板底座不牢，沉降不均匀出现的横向开裂；空心板吊装或堆码，受力支点不当出现的开裂；施工时板底厚度偏小，容易造成板底横向开裂。

空心板板底纵向裂缝位置，一般在空心板空心最薄处，部分裂缝伴有渗水，表明裂缝已

贯通板底。其成因主要为：设计中空心板结构纵向设置较强受力钢筋，而横向设置箍筋较弱（京石路一般为φ8钢筋），板底混凝土在横向应力的作用下开裂；部分13～16m空心板采用薄壁板，底板过薄（部分底板仅厚8cm），在薄壁板畸变影响下产生纵向裂缝；施工时芯膜发生偏移，底板的厚度控制不佳，混凝土收缩开裂下产生纵向裂缝；在运营过程中，桥面排水不良，空心板空腔进水，钢筋锈蚀、混凝土胀裂均可能产生纵向裂缝。

空心板竖向裂缝，一般为混凝土收缩、碳化裂缝，以及钢筋锈蚀混凝土胀裂，产生裂缝。

三、空心板顶板塌陷

主要表现为空心板顶板厚度较薄，配筋薄弱，在荷载作用下桥面混凝土破碎塌陷。病害原因有三方面：一是空心板顶板设计配筋较弱，顶板混凝土与桥面混凝土铺装层较薄（5～8cm），桥面铺装仅一层φ8钢筋网，造成桥梁局部承压能力较差；二是施工的时候芯膜发生偏移，顶板的混凝土厚度降低，及桥面标高控制误差较大，导致桥面铺装较薄；三是超载重车反复碾压及桥面排水不畅，空心板进水，都加速了桥梁的破坏周期。

四、空心板板底孔洞

空心板板底孔洞病害经常伴有不规则纵、横裂缝病害，京石路出现的13座板底孔洞病害中，有12座伴有空心板底板纵横不规则裂缝。病害主要原因为：施工时芯膜发生偏移，底板的混凝土厚度降低；梁板预制混凝土原材料质量较差、振捣不密实、养生不良等原因造成混凝土质量较差；空心板空心进水，并沿底板裂缝进入混凝土内部，侵蚀钢筋，导致钢筋锈蚀，混凝土脱落，形成孔洞；较小部分板底孔洞由于超高车辆撞击产生。

桥梁出现病害的原因是多种因素的结合，这些因素包括内因（设计标准、材料、施工质量）与外因（重车荷载、自然因素）。在交通量不断增大，重载车辆增多，通行能力趋于饱和的情况下，导致各种桥梁病害不断出现、发展。因此要找到具有针对性的解决问题的对策，还需要更深入的理论研究和实践积累。

第三篇：公路桥梁橡胶支座的常见故障病害成因分析及对策

公路桥梁橡胶支座的常见故障病害成因分析及对策 摘要：普通板式橡胶支座在使用过程中，由于材料质量以及老化、设计和施工的原因，经常出现相交老化开裂、钢板外露、不均匀鼓凸与脱胶、脱空、剪切超限和支座位置串动等病害；盆式橡胶支座缺陷类型包括钢件裂纹和变形、钢件脱焊、锈蚀、聚四氟乙烯滑板磨损、支座位移超限、支座转角超限和锚栓剪断等。这些病害除了材料质量问题需要生产厂家进行改良，主要是施工单位在支座安装时未重视坡型支座的合成坡度方向，随意安装，导致支座偏压而产生不同变形；由于支承垫石标高不准，预制梁产生横向滑移而对支座产生剪切；未将支座按设计及规范要求稳固地粘贴在垫石上，致使吊梁时随意拖动支座，导致方向、位置不准而不能均匀受力；不熟悉盆式支座的安装方法、纵横限位概念模糊或施工管理不到位导致。需要认真熟悉规范，严格按施工规范和操作规程施工。

关键词：橡胶支座；病害；对策

一、桥梁支座在我国的发展

在20世纪60年代以前，我国的公路、铁路桥梁上常不设支座或仅设置钢支座，随着桥梁建设事业的发展，各种桥式大跨度桥梁不断涌现，因而对桥梁支座的承载能力、对支座的位移和转角能力的要求不断提高，从而促进了桥梁支座的发展。在20世纪60年代以来，我国先后在桥梁上推广应用了扳式橡胶支座、盆式橡胶支座和球形支座等新型支座，并取得了良好的经济技术效益。与此同时，结合工程监理需要开发了高度可调的板式橡胶支座、水平盆式橡胶支座、抗震盆式橡胶固定支座、盆式橡胶测力支坐及承载力达15000t的巨型支座等。

随着交通运输业的发展，各种斜桥越来越多，梁体魄度从1%～4%不等，有的特殊桥梁设计甚至达到8%左右。斜桥由于倾斜或桥面逐渐升高，就给支座的设计准则增添了更多的因素，一部分垂直于桥面的作用力作用于支座的剪切面上，如果设计未迎合这些力的需要，支座就会产生过大变形，影响其使用性能和寿命。以往对梁体纵坡1%

二、支座的分类

桥梁支座是连接桥梁上部结构和下部结构的重要构件，其主要功能是将上部结构承受的各种荷载传递给墩台，并能适用上部结构由于荷载、温度变化、混凝土收缩等产生的变形（水平位移及转角），使上部结构的实际受力情况符合设计要求。还能阻抗风力、地震波等引起的结构平移、减轻震动对结构的不利影响。

支座可按所用的材料分类：

1、钢支座

2、聚四氟乙烯支座

3、橡胶支座包括：板式橡胶支座、盆式橡胶支座、四氟板式橡胶支座

4、混凝土支座

5、铅支座

橡胶支座的传力通过橡胶板来实现。支座位移通过聚四氟乙烯板的滑动或橡胶的剪切来实现，支座转角则通过橡胶的压缩变形来实现。

三、公路桥梁橡胶支座的常见病害成因分析

来源：监理工程师论坛

桥梁支座缺陷的种类众多，这里针对板式橡胶支座、盆式橡胶支座和坡形球冠板式橡胶支座的常见病害进行成因分析。

一）、板式橡胶支座和坡形球冠板式橡胶支座

板式橡胶支座和坡形球冠板式橡胶支座性能劣化类型包括橡胶老化开裂、钢板外露、不均匀鼓凸与脱胶、脱空、剪切变形、鼓包开裂等现象，主要是施工单位在支座安装时未重视坡形支座的合成坡度方向，随意安装，导致支座偏压而产生不同变形；由于支承垫石标高不准，预制梁产生横向滑移而对支座产生剪切；未将支座按设计及规范要求稳固地粘贴在垫石上，致使吊梁时随意拖动支座，导致方向、位置不准而不能均匀受力。

1、开裂是指板式橡胶支座表面形成的龟裂裂纹。一般板式橡胶支座经一定使用年限后，均会出现表面的龟裂裂纹，但裂纹宽度和深度均不大。但是下图支座在使用一年后就出现大量的起鼓、开裂，支座本身质量问题占很大比例。

2、钢板外露是指由于橡胶龟裂或支座制作不佳使板式橡胶支座内部的钢板外露。

3、不均匀鼓凸与脱变发生在橡胶与钢板粘结破坏时。通常板式橡胶支座在荷载作用下，钢板之间的橡胶向外发生均匀的凸起属正常现象。当橡胶与支座内加劲钢板粘结不良，在荷载作用下发生钢板与橡胶脱胶，引起不均匀的鼓凸，严重时就会出现起鼓开裂甚至爆裂。

4、支座脱空：

脱空是指板式橡胶支座与桥梁底面及支承垫石顶面出现的缝隙大于相应边长的25%。通常板式橡胶支座使用时，应通过转台计算，使支座顶底面与桥梁全面积接触。局部脱空一方面造成支座压应力增加，另一方面支座脱空部位与外界空气接触，容易产生橡胶老化。支座脱空是目前支座安装上存在最普通和严重的质量问题之一。主要是由于支座底部砂浆块开裂松散及墩台顶面不平造成的底面局部脱空，顶部完全脱空，局部脱空及支座的缺失。某个支座脱空将造成其他支座受力过大，影响支座的耐久性，此外，可能会使上部构造受力不均，对结构产生不利影响。支座脱空产生的主要原因是：

1）、墩台顶支座垫石标高控制不当

2）、梁体预制时梁端三角楔形块不平，尤其是斜交板梁较难控制

3）、垫石强度过低，受压后垫石破碎，引起脱空

4）、支座安装温度选择不当，安装时气温过高或过低，后期梁体伸缩过大导致支座出现难以恢复的纵向一侧较明显的半脱空。

5、支座变形过大

支座变形是指压缩变形和剪切变形，剪切超限是指板式橡胶支座在最高及最低温度条件下的最大恒载剪切变形tan >0.45.变形过大有支座本身质量和安装质量两方面原因。支座本身质量问题是指支座抗压弹模量大小主要影响支座在各级荷载下的竖向变形，而各种结构对竖向变形的适应性不同，过大的竖向变形可能对连续梁等上部构造产生极为不利的附加内力，有时与下部构造的竖向位移叠加后总位移可能超出设计控制范围。导致结构的破坏。支座安装时也会引起支座初始变形过大，从耐久性来说是不好的，剪切变形越大越不好，长时间过大变形将加速橡胶老化，会降低支座使用寿命。过大的变形产生原因主要有：

1）、由于同一梁体有的支座完全脱空导致个别支座手里过大而引起初试变形过大。

2）、安装湿度过高，过低，随环境温度变化，混凝土胀缩、徐变和汽车制动力的作用引起过大剪切变形。

3）、桥梁纵坡设计过大导致纵向剪切变形过大。

6、支座的串动是由于支承垫石不平，造成支座局部承压，引起支座位置串动，严重时可能会造成个别支座脱落。

7、支座偏位

来源：监理工程师论坛

支座偏位是面前支座安装上存在最普遍的问题，分为纵向偏位和横向偏位，严重的支座偏位将造成支座不均匀受力，梁体受力附加内里过大等病害。支座偏位产生的原因主要是支座或垫石放样不标准，应该在支座安装时进行校核。如垫石位置有较小偏差，可采用环氧砂浆进行调整，如偏差过大，应重新浇筑垫石。

二）、盆式橡胶支座

盆式橡胶支座缺陷类型包括钢件裂纹和变形、钢件脱焊、锈蚀、聚四氟乙烯滑板磨损、支座位移超限、支座转角超限和锚栓剪断等。盆式支座出现的问题主要是施工单位不熟悉安装方法、纵横限位概念模糊或施工管理不到位导致。

1）、钢件裂纹和变形是指盆式橡胶支座的钢件中出现肉眼可见的裂纹，以及支座钢板在荷载作用下发生翘曲。

2）、聚四氟乙烯板磨损指盆式橡胶支座中由于聚四乙烯和不锈板和不锈钢滑板之间平面滑动所产生的磨损。磨损程度用测量聚乙烯办的外露高度来表示。

3）、支座位移超限是由于设计及安装不当造成支座聚四氟乙烯板滑出不锈钢板板面范围。

4）、支座转角超现实由于设计及安装不当造成支座转角超过相应荷载作用下最大的预期设计转角。支座转角应由盆式橡胶支座顶

底板之间的最大和最小间隙求出。

5）、支座非正常约束：这与支座本身质量无关，主要是施工过程处理不当造成。

四、对策

由于这些病害除了材料质量问题需要生产厂家进行改良，主要是施工单位在支座安装时未重视坡型支座的合成坡度方向，随意安装，导致支座偏压而产生不同变形；由于支承垫石标高不准，预制梁产生横向滑移而对支座产生剪切；未将支座按设计及规范要求稳固地粘贴在垫石上，致使吊梁时随意拖动支座，导致方向、位置不准而不能均匀受力；不熟悉盆式支座的安装方法、纵横限位概念模糊或施工管理不到位导致。因此需要认真熟悉规范，严格按施工规范和操作规程施工。使用过程中出现这些病害，就需要逐一分析原因，并进行相应的处理，甚至更换。

一）、板式橡胶支座安装时，应注意下列事项：

1、橡胶支座在安装时，应检查产品合格证书中有关技术性能指标，如不符合设计要求时，不得使用。

2、支座下设置的支承垫石，混凝土强度应符合设计要求，顶面要求标高准确，表面平整，在平坡情况下同一片梁两端支承垫石水平面应尽量处于同一平面内，其相对误差不得超过3mm，避免支座发生偏歪、不均匀受力和脱空现象。

3、安装前应将墩、台支座垫石处清理干净，用于硬性水泥砂浆抹平，并使其顶面标高符合设计要求。

4、将设计图上标明的支座中心位置标在支承垫石及橡胶支座上，橡胶支座准确安放在支承垫石上，要求支座中心线同支承垫石中心线相重合。

5、当墩、台两端标高不同，顺桥向有纵坡时，支座安装方法应按设计规定处理。

6、吊装梁、板前，抹平的水泥砂浆必须干燥并保持清洁和粗糙。梁、板安放时，必须仔细，使梁、板就位准确且与支座密贴，就位不准时，或支座与梁板不密贴时，必须吊起，采取措施垫钢板和使支座位置限制在允许偏差内，不得用撬棍移动梁、板。

7、梁、板就位准确且与支座密贴后，应及时将纵横向相邻的梁、板进行联系固定，防止梁、板纵横向滑移，从而对支座产生剪切作用。

8、支座安装时必须考虑安装时的工作环境和温度影响，选择适宜的安装温度和湿度是必要的。

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9、预制梁产生制作时，应严格按设计图纸的纵坡和横坡、正斜交角度计算准确设置梁底楔形块，同时必须考虑预应力预制梁张拉起拱对楔形块的影响。

10、若橡胶支座施工过程中出现支座开裂，需要视开裂的严重情况进行处理，轻微的开裂可以采用橡胶专用胶表面涂刷封闭，防止支座内钢板锈蚀。如果开裂严重，钢板外露，则需要制定专项施工方案用顶升法将梁顶起，进行支座更换。

11、若出现偏压、起鼓、剪切变形等情况，病害轻微就不需要处理，病害严重则需要调整支座或者更换。

12、若支座出现局部脱空或全部脱空，可采用不锈钢板垫塞密实。

二）、盆式橡胶支座

支座规格和质量应符合设计要求，支座组装时其底面与顶面（埋置于墩顶和梁底面）的钢垫板，必须埋置密实。垫板与支座见平整密贴，支座四周不得有0.3mm以上的缝隙，严格保持清洁。活动支座的聚四氟乙烯板和不锈钢板不得有刮伤、撞伤。氯丁橡胶板块密封在钢盆内，要排除空气，保持紧密。

1、活动支座安装前用丙酮或酒精仔细擦洗各相对滑移面，擦净后在四氟滑板的储油槽内注满硅脂类润滑剂，并注意硅脂保洁；坡道桥注硅脂应注意防滑。

2、盆式橡胶支座的顶板和底板可用焊接或锚固螺栓时，其外露螺杆的高度不得大于螺母的厚度；现浇梁底部预埋的钢板或滑板，应根据浇筑时的温度、预应力张拉、混凝土收缩与徐变对梁长的影响，设置相对于设计支承中心的预偏值。

3、盆式橡胶支座在现场安装前严禁随意拆卸顶板和底板，安装时保证支座就位准确。盆式橡胶支座在桥梁恒载加载之前，不宜将支座固定铁片拆除。如现浇箱梁梁底的盆式橡胶支座在混凝土浇筑完成后，进行预应力张拉前或底板膜板拆卸前解除固定铁片。

4、支座安装时必须考虑安装时的工作环境和温度影响，选择适宜的安装温度和湿度是必要的。

5、盆式橡胶支座使用过程中发现锈蚀，需要对支支座外表涂刷防锈漆；钢件脱焊需要进行补焊，但是在补焊时必须做好防护措施，应防止烧坏盆内橡胶和四氟板。

6、若盆式橡胶支座使用过程中钢件裂纹和变形、聚四氟乙烯滑板磨损、支座位移超限、支座转角超限和锚栓剪断等病害则需要制定专项方案，对盆式橡胶支座予以更换。

五、结束语

有的设计中也存在一定问题：山区高速公路纵坡较大，路段联长过大，对支座受力不利。桥梁纵坡的影响，四氟板式橡胶支座应布设在上坡一侧联端，且尽量保证水平设置，主要是为了避免梁体向下坡一端爬行而对伸缩缝产生不利影响。一些桥梁设计单位对桥梁支座选择形式并不了解、支座的布置方式不合理，支座边缘预留宽度不够，支座垫石混凝土标号偏低或垫石加强筋不足，固定用的螺栓、螺母强度不够等都会产生不同的病害。

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第四篇：公路病害整治

11月23日乐山公路病害治理过程参观总结

从上世纪90年代末到2002年间，我省陆续对原有公路进行了改建和整治，使我省公路整体上来一个台阶，到现在许多路段的路基出现了不同程度的病害，其中最常见有路基变形，边坡滑塌，路基沿坡滑动等病害，治理难度比较大，在增加养护费用的同时还使公路的寿命大大缩减。

由于路基在承受土体自重、行车荷载和各种自然因素的作用下，导致各个部位产生变形，变形又引起路基标高和边坡坡度、形状的改变，严重时造成土体位移，危及路基的整体性和稳定性，造成路基的各种破坏。

深填、高填、半填半挖或立交桥互通匝道填方，往往会在通车一段时间后下沉。究其原因，一方面在于施工因素，如压实控制不好、分层过厚、施工措施不当以及含水量等等；另一方面在于材料因素，如最大干容重及最佳含水量有误、材料压缩系数过大、采用高塑性指数的粘性土等。出现此问题，会使路面变形、开裂或下陷；另外随着经济的发展大型超重车辆以及超载车辆的增多造成现有公路等级过低无法满足重载车辆的要求而引起的路基变形。

边坡滑塌是最常见的路基病害，根据边坡土质、破坏原因和规模不同可分为塌方和滑坡。塌方是由于土质边坡向下 移动造成的。主要是由水损坏和施工不当引起的。滑坡使一部分土体在重力作用下沿某一滑动面滑动。主要原因是由于不良地质条件造成的破环。岩(土)体的力学性质决定了边坡稳定性的丧失方式，如坚硬岩石边坡失稳以崩塌和结构面控制型失稳为主，而软弱岩石则以应力控制型失稳为主。岩(土)体的工程地质性能越好，边坡稳定性越高。边坡太陡、选用不正确的倾斜层次填筑、土太湿、坡脚被水冲刷淘空。

在较陡的山坡填筑路基，由于路基底部被水浸湿，形成滑动面，坡脚又未进行支撑,在路基自重和行车荷载作用下，整个路基沿倾斜的原地面向下滑动，路基整体失去稳定。这是由于设计不合理，经验不足，在目前公路的标准规范的具体运用上存在两个误区；一是认为公路就是标准越高越好，在设计和建设中都刻意追求所谓高、大、全的标准；二是在执行标准时教条化，不是因地制宜运用指标，而是千方百计让地形、地质等自然环境适合标准。由于上述两个认识上的误区，导致在建设过程中高填深挖路基增多，高路堤和高边坡增多，随之也就造成路基沿坡滑动的病害增多。

软土地基上修建的路基沉陷比较多，这是由于软土具有含水量大、抗剪强度低、承载能力低的特性。在软土上修建路基或桥涵构造物基础易出现压缩沉降、滑陷、坍塌等现象，应采取预压方式至使沉降稳定，再调整纵断，以满足使用要求。造成路基沉陷有施工不当的原因，随着各种工程活动的 次数频繁和规模扩大，对公路边坡稳定性的影响越来越显著，特别是各种不当的工程活动引起的边坡、路基失稳沉陷事故经常发生。对边坡、路基稳定性产生明显影响的活动包括削坡、坡顶加载、地下开挖等，另外.养护不善也会造成这种现象，路面病害处理不得力或交通安全设施维护不及时，病害在车轮载荷的反复作用下，向四周扩散、破碎、掉渣，形成大面积坑槽沉陷。损坏的交通安全设施会给过往车辆的行驶安全带来隐患，尤其是夜间造成的车辆损坏及交通事故。3保护措施及防治办法

路基边坡防护与加固应符合“因地制宜、就地取材、以防为主、防治结合、经久耐用、节省造价和造型美观”的原则。路基边坡防护与加固包括植物防护、工程防护、柔性支护与防护、综合防护等几种类型。

植物防护就是在边坡上种植草或植树，以减缓边坡上的水流速度，利用植物根系固着边坡表层土壤以减轻冲刷，从而达到保护边坡的作用。植物防护不仅可以美化公路环境，调节边坡的湿温，起到固结和稳定边坡的作用，而且又比较简单、经济。一般来说，防护工程应优先考虑植物防护，当然其土壤必须适宜于植物的生长，而且边坡比较平缓，坡高不大。在高速公路上，常用的植物防护有植草、铺草皮和植树等。

工程防护主要是针对不适宜植物生长的土质填、挖方边 坡或风化严重、节理发育的岩石路基边坡，以及碎(砾)石土的挖方边坡等，采取工程防护措施即设臵人工构造物防护。工程防护的类型有护面墙防护、干砌片石防护、浆砌片石防护、水泥混凝土预制块防护、锚杆防护、挡土墙以及土工合成材料防护等。

对于边坡破坏较严重的情况，如出现塌方、滑坡以及可能出现失稳等，必须采取相应的措施来确保边坡的稳定性(强度方面)和安全性(变形方面)。根据边坡的不良工程地质特征和滑坡加固治理与防护工程特色，主要选取适用性强、易于操作、工程负效应小的措施，如抗滑桩、锚杆(索)、挡土墙、削坡和灌浆等，使其分别适用于不同塌方、滑坡的物理力学条件和地质条件。

对路基进行治理措施

路堤填筑前原地面处理。路基的施工质量，是整个路线工程的关键，也是路基路面工程能否经受住时间、车辆运行荷载、雨季、冬季的考验的关键。要做好路基工程，必须扎扎实实地进行路基的填筑，尤其对原地面的处理和坡面基地的处理。

路堤填料。路堤填料一般应采用砂砾及塑性指数和含水量符合规范的土，不使用淤泥、沼泽土、冻土、有机土、含草皮土、生活垃圾及含腐殖质的土。液限大于50塑性指数大于26的土，一般不宜作为路基填土。填土路基压实。路基施工时，应严格按现行《公路路基施工技术规范》要求进行，并应通过试验路段来确定不同机具压实不同填料的最佳含水量、适宜的松铺厚度和相应的碾压遍数、最佳的机械配套和施工组织，还要有一定素质的施工队伍来具体施工。

特殊地基处理。软土地基具有极大的破坏性，但从广义上讲，只要外在荷载在土基上有可能出现有害的过大变形和强度不够等问题时，我们都应该视为软基而认真对待，并进行必要的处理。一般按处理的部位可分为地基处理和路堤处理。

完善排水设施。为了保持路基能经常处于干燥、坚固和稳定状态，必将对影响路基稳定的地面水予以拦截，并排除到路基范围之外，防止漫流、聚积和下渗。同时，对于影响路基稳定的地下水，应予以断、疏干、降低水位，并引导到路基范围以外，使全线的沟渠、管道、桥涵构成完整的排水体系。

结束语

路基病害是公路安全运行的“大敌”，它时刻威胁公路交通的安全，所以我们要分析发生这些病害的原因，从中“对症下药”，采取相应的治理措施，使我们的公路交通安全有保证。

第五篇：车桥振动对农村桥梁病害分析

车桥振动对农村桥梁病害分析

摘要：农村公路桥梁的类型以板式梁桥为主，且多数都是实心板截面。这类型桥梁的常见病害主要有主梁开裂、基础冲刷以及桥面破损。针对这些问题可以采用VBCVA进行车辆桥梁藕合振动分析，结果表明，桥面不平整度是造成农村桥梁病害的主要原因。

关键词：车桥振动；农村桥梁；病害

近几年来我国对于公路桥梁的安全性和使用质量引起了很大的重视，因此颁布了《公路桥涵养护规范》以及《公路桥梁技术状况评定标准》等规章制度，作为公路桥梁结构建设效果的衡量标准。而农村公路桥梁由于车辆荷载小受到的关注相对较小。常见的农村公路桥梁建设病害 1.1 板式梁桥

通常情况下我们将空心板界面装配式桥梁称为板式梁桥。农村公路桥梁跨径一般情况下小于10m，实心板的整体浇筑式梁桥由于实施工艺相对比较简单因此被广泛应用。

根据观察分析得出，农村公路桥梁建设常见的主要病害有：桥梁主梁产生纵横向开裂，承载墩柱出现倾斜现象，承载墩柱冲刷，桥梁桥台产生损毁现象，桥梁栏杆缺失和桥梁面产生破损。

桥梁主梁产生横向开裂主要是因为跨中截面弯矩较大，且桥梁截面下缘受到拉伸。桥梁主梁产生纵向开裂主要是在行车道轨道，桥梁局部受到强力形成的；承载墩柱倾斜，承载墩柱冲刷，桥台损毁都因为桥梁长时间受到冲刷导致的；而桥梁栏杆缺失和桥梁面破损都因为意外交通事故，突发事件以及受强力作用导致的。1.2 完成T型及小箱型截面结构分析

在农村公路桥梁建设中，因为T型，小箱型截面简支梁桥的实施工艺十分复杂所以应用较少，但是在县道，省道以及国道等被应用广泛。根据观察分析得出，T型，小箱型截面简支梁桥不但有着类似板式梁桥主梁开裂以及桥梁面破损等建设病害，而且还有桥梁支架脱空，地面伸缩缝失效和桥梁横隔板断裂等病害。

如果养护人员没有及时对地面伸缩缝失效进行处理，那么地面就有可能产生堵塞现象，严重还可能导致地面无法自由伸缩。桥梁横隔板断裂的形成主要是因为桥梁受力不均匀，横隔板断裂之后还会使主梁各部分受力更加不均匀，长时间不处理容易导致恶性循环，所以为了提高桥梁的养护质量和使用年限应当定期对桥梁做检查和维护。1.3 对双曲拱桥进行分析

新型拱桥双曲拱桥主要的建设病害有：双曲拱拱顶裂缝，拱脚裂缝，拱腹拱顶裂缝和拱波纵向裂缝。

双曲拱桥产生裂缝的位置主要是严重拉伸的部位，拱桥受力部位以及特点和裂缝位置有着很大的关联，因此为了提高桥梁维修养护就必须熟练掌握拱桥的受力部位以及特点。2 对车辆桥梁耦合振动进行研究分析

桥梁规划人员设计桥梁需要分析车辆对桥梁产生的动力效应，因此把车辆荷载重力和冲击系数的乘积来表示动力效应。为了确保规划设计规范通常将基频的函数或者桥梁跨径作为冲击系数。通过大量的研究分析表明，桥梁结构中相对容易发生损坏的部位为桥梁面，与实验观察分析的结果是相同的。因此，为了研究桥梁面损坏对桥梁使用年限产生的影响，我们可以采用自编程序VBCVA对车辆桥梁藕合振动进行研究和分析。

第一，分析桥梁的基本信息。在农村公路桥梁建设中大多是采用板式梁桥，并且以实心板截面为主。基于此，文章为了研究农村公路桥梁采用跨径L等于8米的实心板梁桥分析，桥梁宽度b等于5米，实心板厚度h等于0.3米，梁桥混凝土使用的是C30，重度p等于2500kg/m³，混凝土弹性模量E等于3.00 乘以104 MPa。

ƒ1====7.363Hz（1）

采用ANSYS构建桥梁结构动力有限元模型，经过计算频率等于7.360Hz，数值和理论值基本一致且误差相对较小，同时验证了桥梁结构动力有限元模型的准确性。

根据颁布的新旧《公路桥涵设计通用规范》制度，分别计算新旧制度的设计冲击系数，设置为μ1，μ2。

μ1=×0.30=0.2775

（2）

μ2=0.1767ln ƒ1-0.0157=0.3371

（3）

通过计算公式分析，μ

大于μ1，由此可见新规范制度比旧规范制度的冲击系数高。

第二，分析车辆的基本信息。通过实验分析得出，双轴和三轴重车对桥梁的损坏比小型车辆要大。文章通过对35吨的三轴载重车来分析对桥梁结构的破坏程度。

第三，桥面不平等度的等级分析。根据调查研究显示，绝大多数农村公路桥梁显著缺陷主要是桥面损坏大且坑槽多。文章通过桥面不平等度的等级来分析最大幅值和不平等系数的关系。

图1不平整度示意图(不平整系数α=2.5 x 10-6)

图2不平整度最大幅值与不平整度系数之间的关系

第四，分析实验结果。当三轴载重车以相同的速度经过简支梁桥时，车辆行驶速度为10，20，30，40，SOkm/h，根据图中信息我们知道不平等度最大幅值h为2，4，6，8，lOcm。

μ=-1

（4）

公式（4）中，μ表示冲击系数。

根据测量数据显示桥梁的跨长为8米，载重车辆前轴和后轴的距离为6米，所以车辆在桥梁行驶的距离为14米。如图所示，横坐标设置为车辆前轴，纵坐标设置为跨中截面动绕度，车辆行驶速度为v等于30km /h，桥面不平等度最大幅值为h等于2cm。

图3 动挠度示意图υ=30km·h-1, h=2cm)根据公式表明，当车辆的行驶速度，桥面的不平等度有所变化时，桥梁跨中截面挠度冲击系数也会发生变化。将横坐标设置为车辆行驶速度和桥面不平整度，如下图所示。

图4冲击系数与行驶速度之间的关系

图5冲击系数与不平整度最大幅值之间的关系 由图4示意图我们知道，车辆的行驶速度发生变化时冲击系数也随着波动改变，而桥面的不平整度变化时冲击系数变化趋势保持一致。所以，桥梁结构发生损坏时仅仅对车辆限速是不够的。

由图5示意图我们知道，当不平整度最大幅值增大时，车辆行驶度和冲击系数随着增大，并且呈线性变化，车辆不同的行驶速度桥面的切线斜率是不完全相同的，但是斜率基本相似。所以我们得出桥梁桥面的实际状况对冲击系数产生的影响相对较大。

除此之外，如果不平整度最大幅值大于4厘米，那么冲击系数就会大于0.3371。在农村公路桥梁中，桥面损坏，坑槽多，沙土堆积的现象较多，而且桥梁桥面没有得到良好的养护。绝大多数桥梁的设计荷载比实际荷载要小，桥梁长时间受到超重荷载可能会导致桥梁结构受到损坏，桥面状况糟等，当载重车经过破坏的桥面时又会加重桥面的损坏，长久以往容易较快桥梁的损坏，缩短桥梁的使用年限。3 总结

第一，在农村公路桥梁建设中实心板截面梁桥被广泛应用，因此得出农村桥梁存在的主要病害为主梁裂缝，桥梁基础冲刷和桥面损坏。

第二，一般情况下，农村公路桥梁的载重车的速度在50km/h以下，车辆行驶速度对冲击系数产生的影响不是特别大，所以说不能仅采用限速的方法来养护桥梁。

第三，桥面的损坏程度对冲击系数有一定的影响，桥面状况越糟冲击系数就越大，而过重荷载对桥梁结构薄弱的部位造成的影响较大，当载重车辆行驶于脆弱的桥梁时会加重桥梁的损坏。

第四，农村公路桥梁多为实心板截面梁桥，桥梁病害相对特殊，因此如果不能及时对损坏的桥面进行清理维修，当桥梁承重大于设计承重时，就有可能导致桥梁结构受到破坏，影响桥梁的使用寿命。4 结语 经过实验分析表明，道路养护和维修部门应当加大对农村公路桥梁维护的重视，及时清理桥梁面的沙土和填补桥面上的坑槽，减少桥面损坏。并且相关部门应当引起重视不能仅采用车辆限速的方法来维护桥梁结构。参考文献：

[1] 王灿，朱新实.双曲拱桥病害原因分析及处治对策的研究[J].公路，2002(11):74一76.